水平四自由度裝配機(jī)器人的設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析.pdf

1、本文以水平四自由度裝配機(jī)器人手臂為研究對(duì)象,采用虛擬樣機(jī)技術(shù)對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)設(shè)計(jì),利用虛擬樣機(jī)軟件ADAMS的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真功能,對(duì)水平四自由度裝配機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性做了深入研究;而仿真分析結(jié)果可以指導(dǎo)修改零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或調(diào)整零件的材料。虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于提高產(chǎn)品品質(zhì),降低產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成本具有很大作用。首先建立了水平四自由度裝配機(jī)器人手臂的模型,并依據(jù)以上模型建立了水平二連桿機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方程;從理論上對(duì)水

2、平二連桿機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)規(guī)律進(jìn)行研究。對(duì)二連桿機(jī)器人手臂在水平狀態(tài)下僅考慮總的動(dòng)能,而忽略由于手臂撓曲變形而產(chǎn)生的位能變化。運(yùn)用拉格朗日功能平衡法來(lái)計(jì)算二連桿機(jī)器人手臂系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù)L。
　　通過(guò)對(duì)二連桿機(jī)械手系統(tǒng)的分析,可以求得如下參數(shù)及方程。1.計(jì)算任一連桿上任一點(diǎn)的速度;2.建立二連桿機(jī)械手系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程;3.計(jì)算各連桿的動(dòng)能和機(jī)械手的總動(dòng)能;4.建立機(jī)械手系統(tǒng)的拉格朗日函數(shù);5.對(duì)拉格朗日函數(shù)求導(dǎo),以得到動(dòng)

3、力學(xué)方程式。在機(jī)器人手臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真分析方面,利用ADAMS做運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)仿真,可以得到各桿件的任一點(diǎn)的位置、速度、加速度、作用力、力矩、各連桿的動(dòng)能和機(jī)械手的總動(dòng)能等;輸入密度等資料,可求出質(zhì)心信息。以上信息的取得對(duì)于機(jī)器人手臂的設(shè)計(jì)可以起到支持作用。結(jié)構(gòu)振動(dòng)是研究機(jī)械設(shè)備運(yùn)動(dòng)和力學(xué)問(wèn)題的重要基礎(chǔ)。機(jī)械設(shè)備,特別是運(yùn)動(dòng)機(jī)械,由于振動(dòng)問(wèn)題引起的機(jī)械故障率高達(dá)60％~70%。它常常是造成機(jī)械和結(jié)構(gòu)惡性破壞和失效的直接原因?，F(xiàn)在振